KR20100040900A

KR20100040900A - 적어도 ２ 개의 유압 컨슈머들의 제어를 위한 방법 및 제어 시스템

Info

Publication number: KR20100040900A
Application number: KR1020107002321A
Authority: KR
Inventors: 에드윈 헴스케르크; 베른트 ?O커
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2007-08-01
Filing date: 2008-07-07
Publication date: 2010-04-21
Also published as: US8429909B2; EP2176556B1; US20100192562A1; CN101765717A; JP5074591B2; WO2009015999A1; DE102007035971A1; JP2010534816A; EP2176556A1

Abstract

본 발명은 컨슈머들 중 하나가 사전에 결정된 최대 부하 압력을 초과하는 경우, 다른 저부하 컨슈머들의 압력 매체 수요에 따라 펌프가 제어되는, 적어도 2개의 유압식 컨슈머들을 제어하는 방법 및 제어 시스템에 관한 것이다.

Description

적어도 ２ 개의 유압 컨슈머들의 제어를 위한 방법 및 제어 시스템 {CONTROL ARRANGEMENT AND METHOD FOR CONTROLLING AT LEAST TWO HYDRAULIC CONSUMERS}

본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 적어도 2 개의 컨슈머들에 압력 매체 공급을 위한 제어 시스템 및 청구항 제 13 항의 전제부에 따른 컨슈머들의 제어 방법에 관한 것이다.

다수의 컨슈머들의 제어를 위해, 공통 펌프(바이패스 압력 유지 밸브를 포함한 고정 펌프 또는 조절 펌프)를 통해 압력 매체가 컨슈머들에 공급되는 유압 시스템들이 사용된다. 펌프와 각각의 컨슈머 사이의 압력 매체 흐름 경로 내에 조량 게이트 및 압력 유지 밸브가 제공되고, 상기 조량 게이트 및 압력 유지 밸브에 의해 컨슈머로의 압력 매체 유량이 조절될 수 있다. 이 경우 흐름 조절 원리에 따라 작동하는 시스템과 흐름 분할 원리에 따라 작동하는 시스템으로 구분되고, 후자의 경우, 압력 유지 밸브가 항상 조량 블란인드 뒤에 접속된다. 상기 흐름 분할 시스템은 LS-시스템의 서브 그룹을 나타내는 LUDV-시스템이라고도 한다. LS-시스템의 경우, 공급 압력이 사전에 결정된 압력 차만큼 최대 부하 압력보다 높도록, 펌프는 작동되는 유압식 컨슈머들의 최대 부하 압력에 따라 조절된다.

LUDV-시스템의 경우 후속 접속된 압력 유지 밸브들에 개방 방향으로는 개별 조량 게이트 뒤 압력, 그리고 폐쇄 방향으로는 제어되는 모든 컨슈머들의 최대 부하 압력에 상응하는 제어 압력이 가해진다. 이러한 시스템의 경우, 불포화(undersaturation)시 개별 유압식 컨슈머에 공급되는 압력 매체 양이 유압 컨슈머들의 개별 부하 압력과 무관하게 동일한 비율로 감소된다(부하와 무관한 흐름 분할).

흐름 조절 원리에 따라 작동하는 시스템의 경우 조량 게이트 앞 또는 뒤에 접속되는 압력 유지 밸브에 폐쇄 방향으로는 조량 게이트 앞 압력, 그리고 개방 방향으로는 조량 게이트 하류의 부하 압력이 가해지므로, 부하와 무관한 흐름 분할이 이루어지지 않는다. 다수의 유압 컨슈머들이 동시 작동하고 조절 펌프에 의해 송출되는 압력 양이 불충분(불포화)할 때, 최대 컨슈머의 부하 압력에 공급되는 압력 매체 양만이 감소된다.

이러한 시스템은 예컨대 Bosch Rexroth AG(제어 블록 M4-12)의 데이터 시트 RD 64 276에 공지되어 있다.

DE 103 42 037 A1에는 조량 게이트들 및 펌프가 전자식 또는 전자 유압식으로 조절되는 소위 EFM(Electronic Flow Matching)-시스템이 공지되어 있다. 컨슈머들의 부하 압력은 컨슈머로의 압력 매체 흐름 경로 내에 배치된 센서들, 예컨대 압력 픽업에 의해 각각 검출되고 센서들의 신호들로부터 최대 부하 압력 컨슈머가 결정된다. 제어 유닛에 의해, 상기 최대 부하 압력 컨슈머에 할당 배치된 조량 게이트가 완전히 개방 제어될 수 있으므로, 조량 게이트에 의한 압력 손실, 및 이로써 전체 시스템에서의 압력 손실이 최소화된다.

전술된 제어 시스템들에 의해 2 개 또는 다수의 컨슈머들이 작동되어, 상기 컨슈머들 중 하나가 스토퍼에 도달하면, 이 컨슈머가 계속 작동되고 상응하게 압력 매체가 펌프에 의해 컨슈머로 송출된다. 스토퍼에 도달한 컨슈머의 공급부 내 압력은 일반적으로 탱크로의 압력 매체 연결부를 개방하는 압력 제한 밸브에 의해 제한되므로 초과량의 압력 매체가 탱크로 송출된다.

전술된 제어 블록 M4-12의 경우, 모든 컨슈머들의 부하 압력이 LS-채널을 통해 펌프로 통지되고 부하 압력에 따라 상기 펌프가 조절되므로, 펌프 압력은 최대 부하 압력보다 사전에 결정된 압력 차만큼 더 높다. 부하 압력은 개별 컨슈머로부터 LS-라인들을 통해 탭되고 셔틀 밸브 캐스케이드(suttle valve cascade)에 의해 LS-채널로 통지된다. 제어 블록 M4-12의 경우, LS-라인들 내에 각각 하나의 LS-압력 제한 밸브가 배치된다. 스토퍼에 도달한 컨슈머에 할당 배치된 LS-압력 제한 밸브가 부하 압력을 최대 부하 압력으로 제한하므로, 펌프가 상기 최대 부하 압력에 따라 조절되고- 이에 따라 그 후 펌프 압력이 LS-최대 압력과 전술된 압력 차가 합해진 값으로 조절되고- 이로써 펌프가 최대 -그러나 제한된- 송출 압력으로 조절된다. 이에 상응하게, 상기 최대 압력은 다른 컨슈머들로의 압력 매체 흐름 경로 내에서 개별 압력 유지 밸브들에 의해 각각의 부하 압력으로 스로틀되어야 한다. 스토퍼에 도달한 컨슈머에 할당 배치된 LS-압력 제한 밸브를 통해 작은 제어 오일 유량이 탱크로 흐른다.

이러한 시스템은 컨슈머가 스토퍼에 도달한 경우, 압력 매체 양이 감소되거나 제한되도록 한다. - 저부하 컨슈머들로의 압력 매체 흐름 경로 내에 펌프 압력의 스로틀에 의해 엄청난 에너지 손실이 나타난다.-

예컨대 장비의 작동을 위해 셔블(shovel)에 사용되는 이러한 LUDV-시스템의 경우, 출력 손실을 방지하기 위해, 펌프 송출 흐름은 전술된 바와 유사한 원리에 따라 소위 압력 차단(cut-off)에 의해 제한되거나 또는 감소된다. 또한 압력 분리를 포함한 LUDV-시스템의 경우 저부하 컨슈머로의 압력 매체 유량이 개별 압력 유지 밸브에서 스로틀되어야 한다.

본 발명의 과제는 최대 부하 압력 컨슈머가 사전에 결정된 부하 압력을 초과하는 경우 에너지 손실을 최소화하는, 적어도 2 개의 유압식 컨슈머들을 제어하는 방법 및 제어 시스템을 제공하는 것이다.

상기 과제는 제어 시스템과 관련해서는 독립 청구항 제 1 항의 특징에 의해, 방법과 관련해서는 독립 청구항 제 13 항의 특징에 의해 해결된다.

본 발명에 따라, 펌프를 통해 압력 매체가 공급되는 컨슈머를 향한 압력 매체 흐름 경로들 내에, 압력 매체 유량을 개별적으로 조절하기 위해 각각 하나의 조절 가능한 조량 게이트가 배치된다. 펌프는 컨슈머들의 최대 부하 압력에 따라, 제어되는 모든 컨슈머들의 압력 매체 수요가 커버되도록 조절된다. 본 발명에 따라 장치에 의해 개별 컨슈머들의 부하 압력이 모니터링되고, 하나의 컨슈머가 사전에 결정된 최대 부하 압력을 초과하는 경우 다른 저부하 컨슈머들의 압력 매체 수요에 따라 펌프 압력 또는 펍프 유량이 조절되므로, 종래 기술에 따른 해결책에 비해 상기 컨슈머들에서 스로틀 손실이 최소화된다. 본 발명에 따른 장치의 경우, 컨슈머가 스토퍼에 도달하거나 또는 매우 높은 외부 부하가 나타나는 경우, 회로 내 에너지 손실이 최소화되는데, 그 이유는 종래의 해결책에 비해 펌프의 압력 레벨이 감소되기 때문이다.

본 발명에 따라, 바람직하게는 조량 게이트에 LS- 또는 LUDV-개별 압력 유지 밸브가 할당 배치되므로, 흐름 조절 원리 또는 흐름 분리 원리에 따라 작동하는 제어 시스템이 형성된다.

본 발명의 실시예에서, 제어 시스템의 최대 부하 압력은 개별 부하 압력을 안내하는 LS-라인들 내 LS-압력 제한 밸브에 의해 제한되고, 이에 따라 전술된 최대 부하 압력은 LS-압력 제한 밸브에 의해 조절된 최대 LS-압력의 범위에 놓인다.

특히 간단하게 구현되는 실시예의 경우, 최대 부하 압력의 초과시 펌프를 조절하는 장치는 컨슈머로의 공급 압력을 검출하기 위한 압력 센서를 포함하도록 구현되며, 상기 압력 센서의 출력 신호는 제어 유닛에 의해 할당 배치된 조량 게이트를 제어하기 위한 조절 신호로 처리될 수 있다.

바람직하게는, 할당 배치된 조량 게이트가 최대 부하 압력에 도달시 폐쇄 제어되어, 해당 컨슈머에는 공급이 더 이상 이루어지지 않고, 다른 저부하 컨슈머들의 부하 압력들만이 펌프 조절시 고려된다.

이 경우, 상기 장치는 최대 부하 압력이 가해지는 컨슈머의 부하 압력 신호가 LS-채널 내로 통지될 수 없도록 구현되는 것이 바람직하다.

제어 시스템이 EFM-시스템으로서 구현되어야 하는 경우, 펌프는 전기 또는 전자 유압식으로 제어 가능하게 구현되고, 상기 장치를 통해 펌프를 조절하는 유량 신호가 펌프에 전송될 수 있다.

이러한 유량 신호는 예컨대 최대 부하 컨슈머의 조량 게이트의 조절을 위한 신호에 따라 발생될 수 있다.

이러한 EFM-시스템의 경우 최대 부하 압력의 검출을 위한 전술한 압력 센서와 함께 펌프 압력의 검출을 위한 추가 압력 센서가 제공될 수 있다. 비교 유닛에서, 검출된 부하 압력들과 펌프 압력이 비교되고, 이들의 압력 차가 사전에 결정된 값 미만인 경우, 장치에 의해 최대 부하 컨슈머의 조량 게이트의 폐쇄 제어 및 펌프의 복귀를 위한 제어 신호가 전송된다.

조량 게이트의 폐쇄 제어는 계단형으로(블랙-화이트) 또는 특성 곡선에 의해 이루어진다.

조량 게이트의 개방 제어는, 최대 부하 컨슈머의 부하 압력이 최대 부하 압력 아래로 다시 강하하면 이루어진다. 해당 조량 게이트의 개방 제어는 실제 부하 압력이 최대 부하 압력보다 사전에 결정된 압력 차만큼 낮으면 비로소 이루어진다. 시스템은 이 경우 일정 "압력 이력(hysterisis)으로 실시된다.

본 발명에 따른 제어 시스템은 예컨대 LS-시스템(흐름 조절 시스템), LUDV-시스템(흐름 분할 시스템), EFM-시스템(LS와 LUDV) 또는 전자 유압식 포지티브-컨트롤-시스템(PC)으로서 구현될 수 있다. 상기 시스템에서 펌프의 선회 각은 조량 게이트의 조절을 위한 제어 신호에 의해 커진다.

도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예가 하기에 자세히 설명된다.

본 발명의 특징에 의해, 컨슈머들 중 하나가 사전에 결정된 최대 부하 압력을 초과하는 경우, 다른 저부하 컨슈머들의 압력 매체 수요에 따라 펌프가 제어됨으로써 에너지 손실이 최소화되는, 적어도 2개의 유압식 컨슈머들을 제어하는 방법 및 제어 시스템이 제공된다.

도 1은 휴대 제어 블록의 전자 유압식 방향 밸브 유닛(1)의 회로도이다.

도면에는 스풀 블록(spool block)의 전자 유압식 방향 밸브 유닛(1)의 회로도가 도시되고, 상기 스풀 블록은 일반적으로 하나의 입력 소자, 다수의 방향 밸브 유닛들(기계, 유압, 전자 유압식) 및 하나의 단부 소자로 이루어진다. 이러한 스풀 블록들은 예컨대 전술된 Bosch Rexroth AG의 RD 64276에 공지되어 있다. 이 경우 각각의 유압식 컨슈머에 방향 밸브 유닛이 하기에 설명되는 도면에 따라 할당 배치된다.

이러한 방향 밸브 유닛(1)은 압력 연결부(P), 제어 오일 공급부(X), 제어 오일 리턴부(Y), LS-연결부(LS), 탱크 연결부(T) 및 2 개의 작동 연결부들(A,B)을 포함하고, 상기 작동 연결부들은 유압 실린더의 베이스측 실린더실 및 피스톤 로드측 링형 공간과 연결된다. 아래에 설명된 실시예에서 압력 연결부(P)에 LS-펌프가 연결되고, 상기 펌프에 의해 제어 블록의 방향 밸브 유닛(1)에 압력 매체가 공급된다. LS-펌프의 제어는 전술된 방식으로 모든 컨슈머들의 최대 부하 압력에 따라 이루어지고, 이 최대 부하 압력은 스풀 블록에서 셔틀 밸브 캐스케이드에 의해 탭된다.

압력 연결부(P)는 방향 밸브 유닛(1)의 펌프 채널(2)에 연결되고, 상기 펌프 채널로부터 유입 채널(4)이 분기된다. 상기 유입 채널은 개별 압력 유지 밸브(6)의 입구 연결부로 안내되고, 상기 개별 압력 유지 밸브는 조량 게이트를 형성하는 비례 조절 가능한 방향 밸브(8)와 함께 흐름 조절기를 형성한다. 압력 유지 밸브(6)는 압력 유지 스프링(10)에 의해 휴지 상태로 응력을 받으며, 상기 압력 유지 스프링은 도시된 방향 밸브 유닛(1)에 연결된 컨슈머가 압력 매체를 필요로 하지 않고 방향 밸브(8)가 도시된 기본 위치로 스위칭되면 휴지 위치를 취하게 된다. 압력 매체의 수요가 있는 경우 압력 유지 밸브(6)는 도시된 휴지 위치로부터 조절 위치로 이동되고, 방향 밸브(8) 상류의 압력은 제어 라인(12)을 통해 폐쇄 방향으로, 그리고 방향 밸브(8)에 의해 형성된 조량 게이트 하류의 압력은 압력 유지 스프링(10)과 함께 개방 방향으로 압력 유지 밸브(6)에 작용한다. 조량 게이트 하류의 압력은 LS-라인(14)에 의해 탭된다. 압력 유지 밸브의 출구는 압력 유지 밸브 채널(16)을 통해 방향 밸브(8)의 압력 연결부(P)와 연결된다. 상기 밸브는 또한 2 개의 작동 연결부들(A, B) 및 탱크 연결부(T)를 포함하고, 상기 탱크 연결부는 배출 채널(18)을 통해 탱크 연결부(T) 내로 통하는 탱크 채널(20)과 연결된다. 상기 2 개의 작동 연결부들(A, B)은 공급 채널(22) 및 리턴 채널(24)을 통해 방향 밸브 유닛의 작동 연결부들(A, B)과 연결된다.

방향 밸브(8)의 도시된 기본 위치에서, 2 개의 작동 연결부들(A, B) 및 압력 연결부(P)가 차단되고, 탱크 연결부(T)는 LS-라인(14) 및 2 개의 LS-압력 제한 채널들(26, 28)과 연결된다. 이 경우 LS-압력 제한 채널(26)은 방향 밸브 유닛(1)의 작동 연결부(A)에 그리고 LS-압력 제한 채널(28)은 작동 연결부(B)에 할당 배치된다. LS-압력 제한 채널들(26, 28) 내에 각각 하나의 LS-압력 제한 밸브(30 또는 32)가 배치되고, 상기 밸브들에 의해 컨슈머 연결부들(A, B)에 인가되는 최대 부하 압력이 제한된다. 2 개의 LS-압력 제한 밸브들(30, 32)은 조절 가능하게 구현되므로, 공급부 및 리턴부에서 상이한 LS-최대 압력들이 조절될 수 있다. LS-압력 제한 밸브들(30, 32)의 2 개의 출구들은 제어 오일 리턴 채널(34)과 연결되고, 상기 제어 오일 리턴 채널(34)은 제어 오일 리턴부(Y)에 연결된다.

방향 밸브(8)의 조절은 2 개의 감압 밸브들(36)에 의해 이루어지고, 상기 감압 밸브들의 입구들은 제어 오일 공급 채널(40)에 연결된다. 감압 밸브들(36, 38)의 탱크 연결부들은 제어 오일 리턴 채널(34)과 연결된다. 감압 밸브(36, 38)에 의해 조절되는 출구 압력은 제어 라인(42 또는 44)을 통해 a 또는 b 방향으로 작용하는 방향 제어 피스톤의 제어 면들로 안내된다. 2 개의 감압 밸브들(36, 38)의 제어는 각각 하나의 비례 자석들에 의해, 제어 유닛의 조절 신호에 따라 이루어진다. 방향 밸브(8)의 조절을 위한 제어 압력 차를 조절하기 위한 상기 조절 신호들은 연결된 컨슈머를 작동시키기 위해 예컨대 조작자에 의해 조이 스틱으로 사전에 주어질 수 있다.

도시된 실시예에서 리턴 채널(24)은 연결 채널을 통해 탱크 채널(20)과 연결되지만, 상기 연결 채널은 폐쇄 나사(46)에 의해 차단된다.

공급 채널(22) 및 리턴 채널(24) 내 압력은 각각 하나의 압력 센서(48, 50)에 의해 검출되고 도시되지 않은 신호 라인들을 통해 이동식 작동 장치의 역시 도시되지 않은 제어 유닛에 전달된다. 도시된 실시예에서 다른 압력 픽업(52)이 제공되고, 상기 압력 픽업에 의해 펌프 채널(2) 내 펌프 압력이 검출된다. 압력 픽업(52)은 반드시 필요한 것은 아니다. 압력 픽업(52)에 의해 선택적 압력 분리가 이루어질 수 있다.

방향 밸브 유닛(1)의 경우 공급 채널(22)은 바이패스 채널(54)을 통해 탱크 채널(20)과 연결된다. 바이패스 채널(54) 내에 압력 제한-흡입 밸브(56)가 제공되고, 상기 압력 제한 흡입 밸브에 의해 공동 현상(cavitation)을 방지하기 위해 압력 매체가 탱크 채널(20)로부터 흡입될 수 있고, 공급 채널(22)의 압력 차단이 이루어진다. 이러한 압력 제한-흡입 밸브(56)가 폐쇄 나사(46) 대신 사용될 수도 있고, 이로써 리턴 채널(24)도 차단될 수 있고 압력 매체가 흡입될 수 있다.

감압 밸브들(36, 38)을 통한 제어 압력 차의 적합한 조절에 의해 방향 밸브(8)의 밸브 슬라이드가 도시된 기본 위치로부터 좌측으로, a로 표시된 위치로 이동되고, 이 위치에서 압력 연결부(P)는 개방 제어된 조량 게이트를 통해 작동 연결부(A) 및 작동 연결부(B), 탱크 연결부(T)와 연결된다. 또한, a로 표시된 위치에서 개방 제어된 조량 게이트 하류에 놓인 압력 매체 흐름 경로의 부분이 LS-라인(14)과 연결되므로, 상기 압력(조량 게이트 하류의)이 압력 유지 밸브(6)에 개방 방향으로 가해진다. 또한, LS-라인(14)은 a로 표시된 위치에서 LS-압력 제한 채널(26)과 연결되므로, LS-라인(14) 내 부하 압력이 LS-압력 제한 밸브(30)에서 조절된 값으로 제한된다. LS-라인(14) 내 압력은 셔틀 밸브(58)의 입구에 인가되고, 상기 셔틀 밸브의 다른 입구 연결부는 다른 방향 밸브 유닛에 또는 탱크와 연결된 채널(60)에 연결된다. 셔틀 밸브(58)의 출구는 LS-채널(62)을 통해 다른 컨슈머들의 다른 방향 밸브 유닛들의 LS-연결부들 또는 펌프 조절기와 연결되므로, 최대 부하 압력의 셔틀 밸브 캐스케이드를 통해 펌프 조절기로 안내된다. 상기 펌프 조절기는 펌프 압력이 사전에 결정된 압력 차, 예컨대 20bar 만큼 최대 부하 압력보다 높도록 펌프 압력을 조절한다.

a로 표시된 위치로 방향 밸브 유닛(1)의 이동시, 압력 매체가 작동 연결부(A)를 통해 컨슈머로, 상기 컨슈머로부터 작동 연결부(B)를 통해 탱크(T)로 흐르고, 압력 매체 유량은 부하 압력에 따라 조량 게이트 및 앞에 접속된 LS-압력 유지 밸브(6)에 의해 일정하게 유지되고, 조절 위치에서의 LS-압력 유지 밸브는 조량 게이트를 통한 압력 강하를 일정하게 유지한다.

b로 표시된 위치로 방향 밸브 유닛(1)의 조절시, 압력 연결부(P)가 작동 연결부(B) 및 작동 연결부(A), 탱크 연결부(T)와 연결되므로, 공급 채널(22)로서 표시된 채널은 실제로 리턴 채널이고, 리턴 채널(24)로 표시된 채널은 공급 채널이며, 그 이유는 압력 매체가 방향 밸브 유닛(1)의 작동 연결부(B)를 통해 컨슈머로 흐르고 상기 컨슈머로부터 작동 연결부(A)를 통해 탱크 연결부(T)로 흐르기 때문이다.

상기 위치 a에서처럼, 방향 밸브 유닛(1)의 압력 연결부(P)와 작동 연결부(B) 사이에서 개방 제어되는 조량 게이트 하류의 압력은 LS-라인(14)을 통해 탭되고 개방 방향으로 작용하는 LS-압력 유지 밸브(6)의 제어 면에 안내된다. LS-라인(14)은 b로 표시된 위치에서 LS-압력 제한 채널(28)과 연결되므로 최대 부하 압력이 LS-압력 제한 밸브(32)에 의해 제한된다.

다른 컨슈머들의 방향 밸브 유닛들(1)이 상응하게 설계된다. 다수의 이러한 컨슈머들은 개별 방향 밸브 유닛(1)에 의해 동시에 작동되고, 방향 밸브(1)의 작동 연결부들(A, B)에 연결되는 컨슈머의 부하 압력은 시스템의 최대 부하 압력이다. 상응하게 펌프 압력은 상기 최대 부하 압력보다 전술한 압력 차(20bar)만큼 더 높게 조절된다. 컨슈머 연결부(A)에 압력 매체가 제공되면, 방향 밸브(8)는 a로 표시된 위치로 조절되어야 하는 것으로 가정한다. 할당 배치된 컨슈머가 스토퍼에 도달하면, 작동 연결부(A) 내 부하 압력이 상승하고 이로써 LS-압력 제한 채널(26) 및 LS-라인(14) 내 부하 압력도 상승한다. 부하 압력은 LS-압력 제한 밸브(30)에 의해 초과될 수 없는 최대 값으로 제한된다. 압력 픽업(48)에 의해 공급 채널(22) 내 부하 압력 상승이 검출되고, LS-압력 제한 밸브에 의해 조절된 최대 부하 압력에 대략 상응하는 사전에 결정된 최대 압력에 도달하면, 도시되지 않은 제어 유닛에 의해 제어 신호가 2 개의 감압 밸브들(36, 38)에 전송되고, 이로써 상기 감압 밸브들은 조량 게이트를 폐쇄하고 따라서 방향 밸브(8)는 도시된 기본 위치로 복귀된다. 방향 밸브(8)의 폐쇄 운동은 급변하거나 또는 사전에 결정된 특성에 따른 특성 곡선(램프) 형태로 이루어질 수 있다. 조량 게이트의 완전 폐쇄시 LS-라인(14) 내로 통지되는 부하 압력도 강하되므로, 방향 밸브(8)의 폐쇄 제어 후 펌프 조절은 평행한, 저부하 컨슈머들에 따라 이루어진다. 이러한 평행한, 저부하 컨슈머들의 최대 부하 압력이 펌프 조절기에 통지되고 펌프는 상응하게 낮은 값으로 조절되므로, 저부하의 컨슈머들에서 스로틀 손실이 종래 기술의 경우보다 현저히 감소된다.

최대 부하 컨슈머에 할당 배치된 조량 게이트의 폐쇄를 이용한 상응하는 제어는 과도한 부하의 발생시에도 이루어질 수 있다.

이전 최대 부하 컨슈머에서의 부하 압력이 제어 시스템에 입력된 최대 부하 압력 미만으로 다시 강하되면, 방향 밸브(8)는 설정 위치로 조절되고 할당 배치된 컨슈머에 다시 압력 매체가 공급된다.

반대 방향으로 컨슈머가 작동하는 경우, 방향 밸브(8)가 b로 표시된 위치로 조절되고, 그 후 압력이 다른 압력 픽업(50)에 의해 검출되고 사전에 결정된 최대 부하 압력의 초과시 조량 게이트가 다시 폐쇄 제어된다.

EFM-시스템에서, 펌프의 제어는 최대 부하 압력에 따라 이루어지지 않고 제어 유닛 내에 저장된, 감압 밸브들(38, 46)의 제어를 위한 비례 자석 및 펌프의 특성 곡선에 의해 전기적으로 이루어진다. 이러한 EFM-시스템에서 압력 픽업(52)이 사용될 수 있다. 이 경우 제어 유닛에 의해, 저장된 특성 곡선을 참고로, 검출된, 펌프 채널(2) 및 채널들(22, 24) 내의 압력에 따라, 및 감압 밸브들의 조절에 따라, 조량 게이트를 통한 산술적 압력 강하가 측정된 압력 강하에 상응하는지의 여부가 검출된다. 상기 압력 강하가 너무 작고 펌프 압력이 부하 압력에 거의 상응하다면, 이는 컨슈머가 스토퍼에 도달했거나 또는 부하가 너무 높다는 확실한 증거이다. -이 경우, 조량 게이트가 전술된 방식으로 폐쇄 제어되고 펌프 유량은 저부하의 컨슈머의 압력 매체 수요에 따라 전자기식으로 감소된다.- 즉, 전술된 제어는 전기식 및 전자 유압식으로 실시될 수 있다.

기본적으로 압력 센서들(48, 50)을 포함한 LS-, LUDV-, EFM-, 및 PC-시스템들이 사용된다. LS- 및 LUDV-시스템의 경우 방향 밸브(8)의 피스톤만이 복귀되면 되고, EFM- 및 PC-시스템의 경우 추가로 펌프 유량이 조정되어야 한다. 추가 센서(52)가 포함되면, 대안적 결정 기준이 적용될 수 있다. 이는 모든 시스템에 적용된다.

EFM-시스템은 압력 픽업(52) 없이도 본 발명에 따른 방식으로 조절될 수 있다. 이는, 예컨대, EFM-계산부의 입력으로서, 컨슈머의 작동을 위한 원래 조이스틱 신호가 아니라 감소된 신호가 사용되고, 상기 신호는 전술된 최대 부하 압력에 도달시 조량 게이트의 폐쇄를 위해 감압 밸브들(36, 38)에 전달됨으로써 가능하다. 상기 신호를 기초로, 제어 유닛 내에 저장된 펌프 특성 곡성에 의해 그리고 평행 컨슈머들의 최대 부하 압력에 따라 펌프가 제어되므로, 손실이 방지된다.

본 발명은 컨슈머들 중 하나가 사전에 결정된 최대 부하 압력을 초과하는 경우, 다른 저부하 컨슈머들의 압력 매체 수요에 따라 펌프가 제어되는, 적어도 2개의 유압식 컨슈머들을 제어하는 방법 및 제어 시스템을 제공한다.

1 방향 밸브 유닛
4 유입 채널
6 압력 유지 밸브
8 방향 밸브, 조량 게이트
14, 26, 28 LS-압력 제한 채널
22 공급 채널, 공급부
24 리턴 채널, 공급부
30, 32 LS-압력 제한 밸브
48, 50 압력 픽업

Claims

적어도 2 개의 유압식 컨슈머들을 제어하는 제어 시스템으로서, 펌프를 통해 상기 컨슈머들에 압력 매체가 공급 가능하고, 컨슈머들로의 압력 매체 흐름 경로 내에 각각 하나의 전기 또는 전자 유압식으로 조절 가능한 조량 게이트(8)가 배치되고, 상기 조량 게이트에 의해 컨슈머로의 압력 매체 유량이 조절될 수 있는, 제어 시스템에 있어서,
하나의 컨슈머의 공급부(22, 24) 내 부하 압력이 최대 부하 압력에 도달한 경우, 펌프 압력 또는 펌프 유량을 다른 컨슈머(들)의 압력 매체 수요에 따라 조절 가능한 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 컨슈머의 부하 압력이 LS-라인(14; 26, 28)에 의해 탭되고 LS-채널(62) 내로 통지되고, 펌프의 펌프 압력이 상기 LS-채널62) 내 부하 압력에 따라 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 조량 게이트에 LS- 또는 LUDV-개별압력 유지 밸브(6)가 할당 배치되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 LS-라인(14; 26, 28) 내에 LS-압력 제한 밸브(30, 32)가 배치되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 공급 압력의 검출을 위한 압력 픽업(48, 50)을 포함하고, 상기 압력 픽업의 출력 신호는 제어 유닛을 통해, 할당 배치된 조량 게이트(8)의 제어를 위한 조절 신호로 처리 가능한 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 조량 게이트(8)는 최대 부하 압력의 도달시 폐쇄 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
제 6 항에 있어서, 폐쇄 제어가 사전에 결정된 특성 곡선에 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는, 최대 부하 압력 컨슈머의 부하 압력 신호가 펌프의 제어시 고려되지 않도록 구현되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프는 전기식 또는 전자 유압식으로 제어되고, 유량 신호는 상기 제어 유닛을 통해 펌프 압력의 강하를 위해 펌프에 전달될 수 있는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
제 9 항에 있어서, 상기 유량 신호는 조량 게이트(8)의 이동을 위한 신호에 따라 생성 가능한 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
제 6 항, 제 9 항 또는 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프 압력의 검출을 위한 압력 픽업(52) 및 펌프 압력과 전방 채널(22, 24) 내 부하 압력의 비교를 위한 비교 장치, 펌프 압력과 부하 압력 사이의 압력 차가 사전에 결정된 값 미만인 경우 최대 부하의 컨슈머의 조량 게이트(8)의 폐쇄 제어, 및 펌프의 복귀를 위한 제어 신호를 전송하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 시스템은 LS-, LUDV-시스템 또는 EFM- 또는 포지티브-컨트롤-시스템으로서 실시되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
다수의 유압식 컨슈머들의 제어 방법으로서, 상기 컨슈머들에 각각 하나의 전기식 또는 전자 유압식으로 조절 가능한 조량 게이트(8)가 압력 매체 유량의 조절을 위해 할당 배치되고, 상기 컨슈머들의 최대 부하 압력이 검출되며 상기 펌프의 조절을 위해 사용되는 제어 방법에 있어서, 하나의 컨슈머가 최대 부하 값을 초과하는 경우 다른 컨슈머(들)의 부하 압력에 따라 펌프 제어가 이루어지는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
제 13 항에 있어서, 최대 부하 압력의 초과시, 최대 부하 압력을 갖는 컨슈머의 조량 게이트가 폐쇄 제어되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 조량 게이트(8)의 개방 제어는, 상기 컨슈머의 부하 압력이 상기 최대 부하 압력보다 특정 압력 차만큼 강하되면 실시되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.